2022屆高三生物蘇教版第一輪復習知識梳理-必修一-4.2光合作用

其次節(jié)光合作用一、葉綠體：（一）葉綠體中的色素1、位置：葉綠體中的色素存在于葉綠體類囊體薄膜上。2、種類：葉綠素：葉綠素a（藍綠色），葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素：胡蘿卜素（橙黃色），葉黃素（黃色）3、功能：葉綠素a和葉綠素b主要吸取紅光和藍紫光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸取藍紫光及疼惜葉綠素免受強光損害的作用。【特殊提示】①葉綠素中的色素只吸取可見光，而對紅外光和紫外光等不吸取。②葉綠素對紅光和藍紫光的吸取量大，類胡蘿卜素對藍紫光吸取量大，但對其他波段的光并非不吸取，只是吸取量較少。③有色大棚主要透過同色光，其他光被吸取，而無色透亮?????大棚日光中各種色光均能通過，所以光合效率最高。④葉綠素對綠光吸取最少，所以綠色大棚光合效率最低。4、影響葉綠素合成的因素（1）光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。（2）溫度：溫度可影響與葉綠素有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。（3）必需礦質元素：葉綠素中含N、Mg等必需礦質元素，缺乏將導致葉綠素無法合成，葉子變黃。5、留意：葉綠體是進行光合作用的場所。它內部的巨大膜表面上，不僅分布著很多吸取光能的色素分子，還有很多進行光合作用所必需的酶。（二）試驗：葉綠體中色素的提取與分別：1、原理：（1）葉綠體中的色素能溶解于有機溶劑（如丙酮、無水乙醇等）形成色素溶液。據此原理可以提取色素。（2）葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上集中得快；反之則慢。據此原理使各色素分別開來。（1）稱取5g（1）稱取5g綠色葉片并剪碎→研缽研磨→漏斗過濾→收集到試管（2）加入少量SiO2、CaCO3和5mL丙酮內并塞緊管口提取色素（1）將干燥的濾紙剪成6cm（1）將干燥的濾紙剪成6cm長、1cm寬的紙條，剪去一端兩角（2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線制濾紙條（1）用毛細吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處當心均勻地劃一條濾液細線（2）干燥后再重復2-3次（1）用毛細吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處當心均勻地劃一條濾液細線（2）干燥后再重復2-3次濾液劃線（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細線為準（2）將濾紙條下端插入層析液中（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細線為準（2）將濾紙條下端插入層析液中（3）用培育皿蓋蓋上燒杯色素分別（紙層析）觀看結果濾紙條上毀滅四條寬度、顏色不同的色帶。3、結果：色素在濾紙條上的分布如下圖：（橙黃色）最快、最窄（黃色）（藍綠色）最寬（黃綠色）最慢【特殊提示】①從色素帶的寬度知色素含量的多少依次為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。②從色素帶的位置知再層析液中溶解度大小依次為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。③在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b，最遠的是胡蘿卜素和葉黃素。4、試驗疑難點撥：丙酮（或無水乙醇）的用途是溶解（提?。┤~綠體中的色素。石英砂（二氧化硅）的作用是為了研磨充分。碳酸鈣的作用是防止研磨過程中色素被破壞。層析液的的用途是分別葉綠體中的色素。5、試驗成功的關鍵：葉片新穎，顏色要深綠，含有較多色素。研磨要快速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被細胞內有機酸破壞。充分研磨使葉綠體完全裂開，提取較多的色素。濾液細線要畫得細而直，以防止色素帶重疊。且要重復2-3次，以增加色素量，使色素帶更加清楚。濾液細線不能觸及層析液，否則濾液細線上的色素會溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。二、光合作用以及對它的生疏過程：（一）光合作用概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉變成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。（二）光合作用的爭辯歷史：1648比利時，范·海爾蒙特：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤。1771英國，普利斯特萊：植物可以更新空氣。1779荷蘭，揚·英根豪斯：植物只有綠葉才能更新空氣；并且需要陽光才能更新空氣。1880美國，恩吉(格)爾曼：光合作用的場所在葉綠體。1864德國，薩克斯：葉片在光下能產生淀粉1940美國，魯賓和卡門（用放射性同位素標記法）：光合作用釋放的氧全部來自參與反應的水。（糖類中的氫也來自水）。1948美國，梅爾文·卡爾文：用標14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，進一步了解到光合作用中簡潔的化學反應。（三）光合作用的過程：1、光反應條件：有光、色素、酶場所：葉綠體類囊體薄膜物質變化：①水的光解：②ATP的合成：能量變化：光能→ATP中活躍的化學能2、暗反應條件：有光和無光、酶場所：葉綠體基質物質變化：①CO2的固定：②C3的還原：能量變化：ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能3、總反應式及元素去向：光能光能葉綠體CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體4、實質：把無機物轉變成有機物，把光能轉變成有機物中的化學能5、意義：（1）為幾乎全部生物的生存供應了物質來源和能量來源。（2）維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。（3）促進生物的進化。光合作用轉變了大氣成分形成臭氧層，使有氧呼吸的生物和陸生生物得以毀滅。練習：當影響光合作用的外界條件發(fā)生突然變化時，短時間內將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)的生成量，進而影響葉肉細胞中這些物質的含量。請?zhí)顚懴卤恚簵l件C3C5[H]、ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應不變增加削減削減或沒有削減或沒有突然光照CO2供應不變削減增加增加增加光照不變停止CO2供應削減增加增加削減或沒有光照不變CO2供應增加增加削減削減增加光照不變CO2供應不變(CH2O)運輸受阻增加削減增加削減有氧呼吸與光合作用的比較光合作用有氧呼吸代謝類型合成代謝分解代謝場所葉綠體活細胞（主要在線粒體）條件光、色素、酶酶（有光、無光都能進行）物質變化無機物（CO2+H2O）→有機物有機物→無機物（CO2+H2O）能量變化光能→化學能（儲存能量）化學能→ATP+熱能（釋放能量）實質合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量意義①為幾乎全部生物的生存供應了物質來源和能量來源。②維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。③促進了生物的進化。①為生物體的生命活動供應能量。②為體內物質的合成供應原料。聯(lián)系①光合作用為細胞呼吸供應物質和能量基礎，細胞呼吸為光合作用供應原料。②進化：光合作用促進有氧呼吸生物的毀滅。③共同維持自然界的碳循環(huán)。【特殊提示】①光合作用只有植物的綠色細胞和光合細菌才能進行，但細胞呼吸則是全部活細胞都要進行。②光合作用光反應產生的ATP只供暗反應利用，而細胞呼吸產生的ATP可供各項生命活動利用。③光合作用的光反應中產生的[H]來自水的光解，用于暗反應中C3的還原，生成（CH2O）；有氧呼吸中產生的[H]來自第一、二階段有機物的氧化，用于第三階段與O2結合生成H2O，并產生大量的ATP。（五）同一植物在不同條件下氣體代謝的特點及相對強度的表示方法1、黑暗狀況時①細胞呼吸相對強度可用如下三種方式表示：①CO2釋放量（或試驗容器內CO2增加量）②O2吸取量（或試驗容器內O2削減量）③有機物的削減量（或植物重量削減量）②氣體代謝特點：植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用。植物從外界吸取O2，并將細胞呼吸產生的CO2釋放到體外（如右圖）2、較強光照時①光合作用相對強度可用如下三種方式表示：O2釋放量（或試驗容器內O2增加量）CO2吸取量（或試驗容器內CO2削減量）有機物的增加量（或植物重量增加量）②氣體代謝特點植物同時進行細胞呼吸和光合作用，且光合作用強度大于呼吸作用強度。分析乙圖可知，圖乙中有如下數(shù)量關系（如右圖）：N=N1+N2；m=m1+m23、真正光合速率=表觀（凈）光合速率+呼吸速率（六）光合作用原理的應用：農業(yè)生產上很多增加農作物產量的措施，是為了提高光合作用的強度（簡潔地說，是指植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數(shù)量）。例如，把握光照的強弱和溫度的凹凸，適當增加農作物環(huán)境中的CO2濃度等等。（七）化能合成作用及生物的代謝類型（人教版）1、化能合成作用：利用體外環(huán)境中某些無機物氧化所釋放的能量（化學能）合成有機物。如：硝化細菌能將土壤中的氨（NH3）氧化成亞硝酸（HNO2），進而將亞硝酸氧化成硝酸（HNO3），利用這兩個化學反應中釋放出的化學能將CO2和H2O合成為糖類供自身利用。\2、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物：能利用光能或化學能將體外環(huán)境中轉變成儲存能量的有機物的生物。如：綠色植物、光合細菌、化能合成細菌（如硝化細菌）異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身生命活動的生物。如：各種動物、營腐生或寄生的生物3、新陳代謝的基本類型同化作用自養(yǎng)型：如綠色植物、硝化細菌、藍藻等同化作用異養(yǎng)型：如各種動物、營腐生或寄生的生物異化作用需氧型（有氧呼吸型）：絕大多數(shù)生物異化作用厭氧型（無氧呼吸型）：如乳酸菌、蛔蟲等注：酵母菌的異化作用屬于兼性厭氧型。三、影響光合作用的因素分析及應用：1、內部因素（1）植物種類不同光合作用速率不同。（2）同一植物的不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同。如：同樣光照條件下，幼苗期<養(yǎng)分生長期<開花期。（3）同一葉片的不同生長發(fā)育時期光合作用速率不同（如右圖）。2、單因子外界因素對光合作用速率的影響（1）光照強度：①曲線分析：圖1：表示在確定的光照強度范圍內，光合作用的速率隨著光照強度的增加而加快，超過確定的強度，光合作用速率不再加快。（圖中S點表示進行光合作用所需要的最低光照強度，Q點對應的光照強度稱為光飽和點。）圖2：A點光照強度為零，只進行細胞呼吸，A點即表示植物呼吸速率。AB段表示隨光照強度增加，光合作用漸漸加強，CO2的釋放量漸漸削減，有一部分用于光合作用；B點表示細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度，稱B為光補償點。BC段表示隨光照強度不斷增加，光合作用強度不斷加強，到C點以上不再加強了。C點對應的光照強度為光飽和點。（C點對應的CO2吸取值表示表觀光合速率）②應用：陰生植物的光補償點和光飽和點比較低，如虛線所示，在林生產上間作、套種、林帶樹種的配置，合理采伐都要考慮陽生植物要賜予較強的光照，陰生植物不需要太強的光。附：光質（光的波長）對光合作用速率的影響不同波長光的光合效率不同，紅光的光合效率最高，其他色光的光合效率較低。（2）CO2濃度：①曲線分析：圖1：表示在確定的濃度范圍內，光合作用的速率隨著CO2濃度的增加而加快，超過確定的濃度，光合作用速率不再加快。（圖中S點表示進行光合作用所需要的最低CO2濃度，Q點對應的CO2濃度稱為CO2飽和點。）圖2：A點表示CO2補償點，即光合作用速率等于呼吸作用速率時的CO2濃度。AB表示隨CO2濃度增加，光合作用不斷增加，到B點以上不再加強了。B點對應的光照強度為CO2飽和點。（B點對應的CO2吸取值表示表觀光合速率）②應用：在農業(yè)生產上可以通過“正其行，通其風”，增施農家肥等措施適當提高CO2濃度，提高光合作用速率。（3）溫度：①曲線分析：溫度是通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率的。②應用：溫室栽培時，白天調到光合作用的最適溫度（冬天適當上升溫度，夏天適當降低溫度），以提高光合作用速率；夜間適當降低溫度，以降低細胞呼吸，增加有機物的積累。（4）與光合作用有關的礦質元素的供應①曲線含義：在確定的濃度范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過確定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難，從而導致光合作用速率下降。②應用：在農業(yè)生產上，